Основы металлургичесуого производства
Информация - Разное
Другие материалы по предмету Разное
Московский государственный автомобильно-дорожный институт.
Основы металлургического производства.
Студент: Троицкий. А. П.
Группа: 1КМ1.
Москва 2001.
- Материалы, применяемые для производства металлов и сплавов.
Для производства металлов и сплавов используют руду, флюсы, топливо и огнеупорные материалы.
Промышленной рудой называется горная порода, из которой при данном развитии техники целесообразно извлекать металлы и их соединения.
Флюсы материалы, загружаемые в плавильную печь для образования легкоплавкого соединения с пустой породой или концентратом и золой топлива (шлака).
Топливом в плавильных печах является кокс, природный газ, доменный газ.
Огнеупорные материалы применяют для изготовления внутреннего облицовочного покрытия металлургических печей и ковшей для расплавленного металла. Покрытие должно быть образованно из оксидов одного типа с флюсом (основным, кислотным или нейтральным). В противном случае произойдет разрушение покрытия.
- Назначение флюса. Пример.
Флюсы в производстве металлов применяют для отделения от расплавленного металла пустой породы или концентрата или золы топлива.
Образованный шлак имеет меньшую плотность, нежели металл, благодаря чему он поднимается на поверхность и подвергается удалению.
Так при изготовлении чугуна применяется CaCO3 или доломитизированный известняк, содержащий CaCO3 и MgCO3, так как в шлаке нужно должно содержаться некоторое количество основных оксидов (CaO, MgO).
- Назначение кокса. Получение.
В доменном производстве кокс играет роль топлива. Кокс получается на коксохимических предприятиях путем сухой безвоздушной перегонки каменного угля коксующихся сортов при 10000С. Кокс содержит 80-88% углерода, 8-12 % золы, 2-5% влаги, 0.5 1.8 % серы, 0,02 0,2 % фосфора и до 1-2% летучих компонентов. Кокс должен иметь размеры 25-60 мм и должен быть достаточно прочным, чтобы не разрушался под действием шихтовых материалов.
- Назначение огнеупоров. Допустимые сочетания огнеупоров с флюсами. Пример.
Огнеупоры применяются для защиты поверхностей металлургических печей и ковшей, контактирующих с расплавленным металлом, от высоких температур, нагрузок, и химических воздействий металла и шлака. Огнеупоры бывают основными, кислыми и нейтральными. Допускается сочетание только однотипных флюсов и огнеупоров (т.е. кислые с кислыми, основные с основными), в противном случае произойдет разрушение огнеупорного покрытия.
Так, например, применимо сочетание кислого флюса, содержащего кислотный оксид SiO2, и кислого огнеупора, например кварцевого песка, содержащего 95% SiO2.
- Определение чугуна.
Чугун сплав железа с углеродом с концентрацией углерода более 2.14%.
Передельный чугун [C] =4 4.25%
Литейный чугун [C] =2.75-3.25%.
- Исходные материалы, применяемые для получения чугуна.
При выплавке чугуна применяются железные руды, топливо, флюсы.
Железная руда содержит железо в различных соединениях:
- В виде оксидов
- Гидроксидов
- Карбонатов и т.д., а также пустую породу, состоящую в основном из оксидов Si, Mg, Al, Ca и др.
К железным рудам относится магнитный железняк Fe3O4 (55-60% Fe), красный железняк Fe2O3 (55-60% Fe) , бурый железняк (содержит гидраты оксидов железа 2Fe2O3*3H2O), шпатовые железняки (содержащие FeCO3 30-40%).
При изготовлении чугуна применяется CaCO3 или доломитизированный известняк, содержащий CaCO3 и MgCO3, так как в шлаке нужно должно содержаться некоторое количество основных оксидов (CaO, MgO).
Топливом при производстве чугуна является кокс, обеспечивающий необходимую температуру для восстановления железа из оксидов.
- Процесс агломерации.
Процесс агломерации заключается в следующем:
Шихту, состоящую из железной руды (40-50%), известняка (15-20%), возврата мелкого агломерата (20-30%), коксовой мелочи (4-6%), влаги (6-9%), спекают на агломерационных машинах при температуре 1300-15000С. При спекании из руды удаляются вредные примеси (сера и мышьяк), разлагаются карбонаты, и получается кусковой пористый офлюсованный материал агломерат.
- Сущность основного принципа работы доменной печи. Схема доменной печи с указанием температур.
Сущность основного принципа работы доменной печи заключается в противотоке. Нерасплавленная шихта спускается вниз доменной печи, проходя через ряд химических реакций. Расплавленный металл поднимается вверх и тем самым поддерживает условия для протекания реакций на всей высоте доменной печи. Тем самым упрощается сам процесс, так как отпадает необходимость в искусственном создании условий, необходимых для протекания каждой реакции, каждый химический процесс находит свой горизонт.
- Реакция горения углерода кокса.
C + O2 CO2 + Q1
CO2 + C 2CO - Q2
- Уравнение восстановления железа в доменной печи.
3Fe2O3 + CO2 3Fe3O4 + CO2 + Q3
Fe3O4 + CO 3FeO + CO2 Q4
FeO + CO Fe + CO2 + Q5
- Продукты доменной печи.
- Чугун основной продукт доменной печи
Литейный чугун применяется на машиностроительных пред